産氫與儲氫技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 氫能
• 産氫技術
• 儲氫技術
• 可再生能源
• 能源轉型
• 清潔能源
• 能源存儲
• 電化學
• 催化
• 材料科學

　　近日石油價格飆漲，影響所及，遍佈全球社會各階層，尤其是有98%以上能源進口的颱灣，開發包括氫能在內的各種替代能源已成為目前最熱門議題，氫能不僅可減少傳統能源的倚賴，更可避免燃燒化石燃料所帶來的環境問題，可說是一種取之不盡、用之不竭的潔淨自産能源。整個氫能開發係由産氫、儲氫和用氫三大部分構成，就如同石油的開採、運送與提煉三大程序一般，所不同的是氫燃料可從各式各樣的含氫原料中製造齣來，同時，在使用的時候，氫燃料可採用氣、液、固等三種不同狀態存在，如此多樣化的原料來源和使用狀態，是氫能最吸引人們亟欲使用的優點，同時也是科學界和産業界一直努力想開發的原因。

　　為瞭讓讀者一窺氫能其中奧秘，本書作者群特彆精心編著此書，內容區分為「産氫技術」與「儲氫技術」兩大部份。從産氫部份，各位除瞭可獲悉目前主要産氫原料與技術，例如，石化燃料産氫、水的電解、生質物産氫，更可探知原理來自光閤作用的生物産氫與光熱作用。在第二部份，作者群將利用物質三相原理一一解說壓縮儲氫、液化儲氫與氫化物儲氫等儲氫技術，同時，碳材中的低溫氣體儲存與其它化學儲存亦有所涉獵。本書不僅適閤各大專院校相關科係學生及能源技術相關人士參考使用，同時也適閤於社會一般人士當作普通知識來閱讀。

作者簡介

麯新生

現職：工業技術研究院副院長(93/11迄今)

學曆：國立成功大學機械研究所博士(71)
　　　國立成功大學機械研究所碩士(66)
　　　國立成功大學機械係學士(63)

經曆：國立成功大學機械係助教、講師、副教授
　　　國立交通大學機械係副教授(73-78)
　　　美國加州柏剋萊大學訪問學者(74-75)
　　　國立交通大學機械係所係主任暨所長(80-84)
　　　國立交通大學工學院副院長(81-82)
　　　國立交通大學主任秘書(84-87)
　　　國立交通大學機械製造與熱流研究中心主任(88-90)
　　　國立交通大學高效率能源技術研究中心主任(89-90)
　　　工業技術研究院能源與資源研究所所長(90/8-93/11)
　　　工研院副院長兼能源與資源研究所所長(93/11-94/7)

陳發林

現職：工業技術研究院能源與環境研究所所長(95/1迄今)

學曆：美國亞利桑那大學航空機械係博士(78)
　　　國立颱灣大學機械所碩士(70)
　　　國立成功大學機械係學士(68)

經曆：工業技術研究院能源與資源研究所所長(94/8-12)
　　　國立颱灣大學應用力學研究所教授
　　　國立颱灣大學醫學工程研究所閤聘教授(86-93)
　　　德國，訪問研究教授(86-87)
　　　美國，訪問研究教授(85)
　　　國立颱灣大學應用力學研究所副教授(78-83)
　　　英國，訪問學者(82)

呂錫民

現職：工業技術研究院能源與環境研究所研究員(95/1迄今)
學曆：美國佛羅裏達大學機械係碩士(72/8)
　　　國立成功大學機械係學士(68/6)
經曆：工業技術研究院能源與資源研究所副研究員、研究員(82/5-94/12)
　　　中山科學研究院技士(75/10-82/5)

藍圖與基石：現代材料科學與工程的宏偉敘事 —— 一部關於突破性材料、前沿製造工藝與結構性能深度融閤的百科全書式著作 --- 導言：重塑物質世界的視野 本書並非聚焦於能源轉化或化學反應的特定領域，而是深入探討支撐現代工業文明、航空航天、生物醫學乃至信息技術的基礎科學——材料科學與工程的宏大框架。我們生活在一個由我們所使用的材料所定義的時代。從微觀層麵的原子排列到宏觀尺度的復雜結構，材料的性質決定瞭技術的邊界。本書旨在提供一個全麵、深入且富有洞察力的視角，剖析當前材料設計、製備、錶徵和應用中的核心理論、關鍵挑戰及未來方嚮。 全書結構嚴謹，內容覆蓋麵廣，旨在為材料學專業學生、研發工程師、跨學科研究人員提供一本兼具理論深度與工程實踐指導價值的參考書。 --- 第一部分：晶體結構、缺陷與熱力學基礎的再審視 (Foundation & Thermodynamics Re-examined) 本部分作為全書的理論基石，著重於重新審視決定材料宏觀性能的微觀結構。 第一章：晶體學與周期性結構的高級解析 本章不涉及化學反應的能級計算，而是專注於如何利用衍射技術（X射綫、電子束、中子）精確解析復雜晶體結構，特彆是復雜氧化物、高熵閤金和準晶體中的短程有序與長程有序關係。重點探討瞭晶格常數、空間群的確定方法，以及如何通過結構畸變來預測材料的壓電、鐵電響應。 第二章：晶體缺陷的分類、動力學與工程影響 我們詳細分析瞭點缺陷（空位、間隙原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、堆垛層錯）的形成能、遷移機製及其對材料塑性、蠕變和電學性能的影響。特彆引入瞭缺陷工程的概念，即通過精確控製缺陷的濃度和空間分布，來“定製”材料的特定功能（如提高催化劑的活性位點或調控半導體的載流子濃度）。討論瞭擴散方程在高溫和高應力環境下的修正模型。 第三章：材料熱力學與相圖構建的計算方法 本章聚焦於材料體係的能量最小化原理。內容涵蓋Calphad方法（基於自由能組元模型的計算相圖構建），第一性原理計算（如DFT）在預測穩定相結構和形成能中的應用。重點分析瞭相變過程中的形核與生長動力學，以及梯度材料體係中的非平衡態熱力學。 --- 第二部分：結構材料的性能與設計 (Structural Materials: Strength & Durability) 本部分是傳統材料科學的核心，專注於金屬、陶瓷和高分子材料在承載應用中的性能極限與設計策略。 第四章：金屬閤金的強化機製與先進冶金 深入探討瞭傳統強化機製（固溶強化、晶界強化、析齣強化）的定量模型。核心內容集中在超細晶/納米晶金屬的製備（如高能球磨、嚴重塑性變形SPD技術）及其帶來的超高強度和韌性的矛盾統一。對高熵閤金（HEA）的“高熵效應”、“遲滯效應”等新特性進行瞭詳盡的分析，關注其在極端環境下的服役可靠性。 第五章：陶瓷與復閤材料的斷裂韌性提升 本章主要研究無機非金屬材料的強度限製與剋服方法。詳細闡述瞭室溫和高溫下的斷裂力學，包括裂紋偏轉、橋聯和增韌機製（如氧化鋁縴維增強體係）。對於先進復閤材料，我們分析瞭縴維-基體界麵設計對整體力學性能的決定性作用，以及層閤結構下的失效模式。 第六章：高分子與軟物質的粘彈性行為 本部分側重於時間-溫度依賴性。通過綫性粘彈性理論（Maxwell、Voigt模型），解釋高分子材料的蠕變、鬆弛和動態力學性能。重點討論瞭網絡結構密度、交聯度對玻璃化轉變溫度（Tg）的影響，以及如何通過嵌段共聚物的設計來獲得自組裝結構。 --- 第三部分：功能材料的設計與調控 (Functional Materials: Tailoring Response) 本部分轉嚮材料對電、光、磁等物理場響應的調控，這是現代電子、信息和傳感技術的基礎。 第七章：半導體材料的能帶工程與界麵物理 本章詳述瞭半導體材料的能帶結構、載流子輸運機製。核心內容包括異質結（Heterojunction）的構建、能帶匹配、界麵態的形成及其對器件性能的影響。討論瞭III-V族、II-VI族半導體在光電器件中的應用，以及二維材料（如過渡金屬硫化物）的電子結構特性。 第八章：磁性材料的微結構與宏觀磁矩控製 本章探討瞭材料的磁有序（鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性）的起源——交換作用和磁晶各嚮異性。重點介紹瞭薄膜中的磁疇結構、磁記錄材料的設計原理，以及自鏇電子學（Spintronics）中的巨磁阻效應（GMR）和隧道磁阻效應（TMR），關注如何通過結構調控實現高密度存儲。 第九章：介電與壓電材料的非綫性響應 聚焦於材料的電場響應。詳細分析瞭鐵電材料的疇壁運動、滯迴麯綫的形成機製。對於壓電材料，探討瞭其應變與電荷耦閤的機理，並分析瞭PZT等經典材料在傳感器和執行器中的性能優化策略，包括極化和退極化的溫度敏感性。 --- 第四部分：先進製造與錶徵技術 (Advanced Processing & Characterization) 本部分從工程實踐角度，介紹如何將理論轉化為實際材料，以及如何驗證材料的微觀結構與宏觀性能。 第十章：增材製造（3D打印）中的材料科學挑戰 本章不討論打印機的操作，而是聚焦於快速凝固過程對材料微結構的影響。探討瞭選區激光熔化（SLM）和電子束熔化（EBM）過程中齣現的快速凝固、過熱、快速冷卻導緻的枝晶生長、相分離和殘餘應力問題。重點分析瞭金屬粉末床中熔池的流體力學和熱傳導行為。 第十一章：薄膜沉積與界麵控製技術 詳述瞭物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積（CVD）在製備功能性薄膜中的差異與應用。重點討論瞭原子層沉積（ALD）在實現原子級厚度控製、均勻性和高深寬比結構填充中的獨特優勢，以及沉積條件對薄膜應力和界麵結閤力的影響。 第十二章：材料錶徵的綜閤方法論 本章提供瞭一個全麵的錶徵工具箱。內容包括高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）在晶界結構解析中的應用、掃描探針顯微鏡（SPM）在錶麵形貌和局部電學測量中的作用，以及各種光譜技術（如XPS, Raman）對化學態和化學鍵閤的分析。強調瞭多尺度、多物理場耦閤錶徵的重要性。 --- 結語：麵嚮未來的材料設計範式 本書的終極目標是培養讀者從原子尺度理解、設計、製造和優化具有特定功能或結構性能的材料的能力。通過對這些基礎理論和先進技術的係統性梳理，我們為讀者奠定瞭堅實的知識基礎，以應對未來在極端環境材料、智能響應材料和可持續材料等領域所麵臨的工程挑戰。

Part One　産氫技術
第一章　前言
第二章　石化燃料重組産氫

2.1　基本原理
2.2　蒸氣重組（Steam Reforming）
2.3　部分氧化（Partial Oxidation）
2.4　自熱重組（Autothermal Reforming）
2.5　煤炭氣化（Coal Gasification）
2.5.1　氣化技術（Gasification）
2.5.2　水轉化反應技術
2.5.3　H與CO分離技術
2.6　分離膜助效式重組
（Filtration Enhanced Reforming, FER）
2.7　吸收助效式重組
（Absorption Enhanced reforming, AER）
2.8　電漿重組（Plasma Reformer）

第三章　水的電解

3.1　水電解原理：燃料電池之逆嚮操作
3.2　工業電解産氫
3.3　再生能源産氫

第四章　生物産氫

4.1　光閤作用（Photosynthesis）
4.1.1　光係統 II （Photosystem II）
4.1.2　細胞色素
4.1.3　光係統 I （Photosystem I）
4.2　生物産氫途徑
4.3　工業生物産氫
4.4　國內外發展概況

第五章　生質物（Biomass）産氫

5.1　氣化（Gasification）和木材生質物轉換
5.2　藻菌類産氫
5.3　無光（黑暗）發酵和其它反應

第六章　光熱産氫技術

6.1　光解作用（Photodissociation）
6.2　水熱化法（I-S Process）

第七章　其它産氫相關議題

7.1　各種産氫技術成本之比較
7.2　産氫規模
7.2.1　集中式産氫
7.2.2　分散式産氫
7.2.3　交通工具燃料重組
7.3　未來産氫技術發展趨勢

Part Two　儲氫技術

第一章　前言
第二章　儲氫材料
第三章　壓縮儲氫
第四章　液化儲氫
第五章　氫化物儲存
5.1　化學熱力學（Chemical Thermodynamics）
5.2　金屬氫化物（Metal Hydride）
5.3　復閤式氫化物（Complex Hydrides）
5.4　金屬氫化物的模型（Modeling）
第六章　碳材中的低溫吸附（Cryo-adsorbed）氣體儲存
第七章　其它化學儲存方式
第八章　未來實施規劃—儲存基礎結構（Storage Infrastructure）
附　錄　單位和轉換因子

评分☆☆☆☆☆

在翻閱瞭市麵上為數不多的關於氫能源的書籍後，我偶然間看到瞭《産氫與儲氫技術》這本書。雖然書名聽起來略顯專業，但我還是抱著好奇的心態購入瞭。拿到手後，我發現這本書的裝幀設計簡潔大方，紙張的質感也相當不錯，讓人在閱讀前就産生瞭一種好感。我花瞭整整一個下午的時間來瀏覽，雖然有些內容我可能理解得不夠深入，但我依然能感受到作者在其中傾注的心血。這本書的優點在於它覆蓋的知識麵非常廣，從基礎的氫氣生成原理，到各種不同的製氫方法，再到儲存和運輸氫氣的技術難題，都有涉及。我尤其對書中關於生物製氫的部分印象深刻，作者詳細闡述瞭利用藻類、細菌等微生物産生氫氣的機理，以及其在環境友好方麵的潛力。此外，書中對電解水製氫的各種技術，如堿性電解槽、PEM電解槽等，也進行瞭詳細的比較和分析，優劣勢都清晰地列舉齣來。我瞭解到，不同的製氫方法對能源消耗、成本控製以及環境影響都有顯著差異，這讓我對未來氫能源的發展有瞭更清晰的認識。

评分☆☆☆☆☆

對於任何一個對氫能源的未來感到興奮的人來說，《産氫與儲氫技術》這本書都是一本不容錯過的讀物。它的內容深度遠超我的預期，作者似乎將自己多年的研究成果和行業洞察都濃縮在瞭這本厚重的書籍之中。我尤其喜歡書中對於“綠氫”概念的深入探討，詳細解釋瞭如何利用可再生能源（如太陽能、風能）進行電解水製氫，從而實現真正意義上的零碳排放。這本書不僅介紹瞭技術的原理，還探討瞭政策法規、經濟可行性以及社會接受度等因素，這些都對氫能源的推廣至關重要。我曾對如何平衡氫能源的生産成本與市場需求感到擔憂，但書中對不同製氫路綫的成本分析，以及對未來氫能源經濟模型的預測，讓我看到瞭希望。此外，書中還提到瞭一些前沿的研究方嚮，例如如何提高催化劑的效率和穩定性，以及如何開發新型的儲氫材料，這讓我對未來的技術突破充滿瞭期待。

评分☆☆☆☆☆

我花瞭不少時間來研讀《産氫與儲氫技術》這本書，每一次閱讀都會有新的發現和感悟。這本書的邏輯結構非常嚴謹，每一個章節都緊密相連，形成瞭一個完整的知識體係。我尤其被書中關於氫能源經濟性和政策支持的討論所吸引。作者分析瞭不同製氫技術的成本構成，以及政府在推廣氫能源過程中可能扮演的角色，例如補貼政策、基礎設施建設等。我曾對氫能源能否在經濟上與傳統能源競爭感到擔憂，但書中對未來氫能源成本下降趨勢的預測，以及對氫能相關産業帶動作用的分析，讓我看到瞭其巨大的發展潛力。我對書中關於氫能的國際閤作和標準製定的討論也覺得很有意義，這對於全球氫能産業的健康發展至關重要。

评分☆☆☆☆☆

《産氫與儲氫技術》這本書，對於任何想要深入瞭解氫能源産業的讀者來說，都是一本必不可少的參考書。它不僅提供瞭紮實的理論基礎，還展現瞭行業發展的最新趨勢。我特彆欣賞書中對儲氫技術中能量密度和功率密度的權衡分析。例如，在電動汽車領域，需要高能量密度以保證續航裏程，而對於固定式儲能，則可能更側重於安全性、長壽命和低成本。書中對液態有機儲氫材料（LOHCs）的詳細介紹，讓我看到瞭未來的一種兼具高儲氫密度和安全性的儲氫方案。我對書中關於氫氣泄漏檢測和安全防護措施的討論也覺得非常有價值，這些都是氫能源廣泛應用的關鍵前提。

评分☆☆☆☆☆

當我決定深入研究新能源領域時，《産氫與儲氫技術》這本書就如同一個指路明燈，照亮瞭我前行的方嚮。這本書的結構非常清晰，循序漸進，即使是對這個領域不太熟悉的讀者，也能很快地進入狀態。我特彆欣賞作者在講解復雜技術概念時，能夠運用通俗易懂的語言，並且配以大量的圖錶和實例，使得抽象的理論變得生動形象。例如，在介紹不同類型的儲氫技術時，書中不僅列齣瞭金屬氫化物儲氫、液態儲氫、壓縮氣態儲氫等主流方法，還對它們的儲氫密度、充放氫效率、安全性能以及成本效益進行瞭深入的剖析。我曾經對如何安全高效地儲存氫氣感到非常睏惑，但閱讀完這部分內容後，我對各種儲氫技術的原理和應用場景都有瞭更全麵的瞭解。書中的內容並沒有止步於理論層麵，而是深入到實際應用中的挑戰，例如儲氫材料的長期穩定性、充放氫過程中的熱管理問題，以及氫脆等安全隱患。這些細節的呈現，讓我看到瞭科學傢們為解決這些技術難題所付齣的不懈努力。

评分☆☆☆☆☆

《産氫與儲氫技術》這本書，在我的書架上占據瞭一個非常重要的位置。它的內容之豐富，知識之翔實，讓我感到受益匪淺。我特彆喜歡書中關於不同儲氫方式在不同應用場景下的適用性分析。比如，對於重型卡車和船舶，可能需要高儲氫密度的解決方案，而對於傢庭儲能，則可能需要更安全、易於操作的儲氫方式。書中對固態儲氫材料的最新進展，如硼氫化物、氨氫化物等，進行瞭深入的介紹，這些材料在未來有望實現高儲氫密度和良好的安全性。我對書中關於氫氣在工業領域的應用，例如作為還原劑、化工原料等，也進行瞭詳細的瞭解，這讓我看到瞭氫能源除作為能源載體之外的更廣泛價值。

评分☆☆☆☆☆

當我第一次翻開《産氫與儲氫技術》這本書時，我就被它嚴謹的學術態度和精煉的語言所吸引。這本書的專業性毋庸置疑，但作者卻巧妙地將復雜的科學原理轉化為易於理解的敘述。我尤其喜歡書中對各種製氫催化劑的詳細介紹，無論是貴金屬催化劑還是非貴金屬催化劑，書中都對其作用機理、催化活性、選擇性以及穩定性進行瞭深入的分析。我曾經對催化劑在製氫過程中的關鍵作用瞭解不多，但通過這本書，我認識到催化劑的性能直接影響著製氫的效率和成本。書中對電解水製氫過程中的電極材料、電解質以及隔膜的選擇和優化也進行瞭細緻的探討，這讓我看到瞭提高電解效率的多種途徑。我對書中關於金屬有機框架（MOFs）在儲氫方麵的應用前景的探討非常感興趣。

评分☆☆☆☆☆

我一直對可持續能源的發展抱有濃厚的興趣，而《産氫與儲氫技術》這本書則為我打開瞭一個全新的視角。我驚喜地發現，這本書的編寫角度非常獨特，它並沒有僅僅停留在技術層麵，而是將産氫和儲氫技術置於整個能源轉型的宏觀背景下進行探討。作者分析瞭氫能源在交通、工業、建築等多個領域的潛在應用，並詳細闡述瞭氫能如何與其他可再生能源互補，構建一個清潔、高效的未來能源體係。我曾對氫能源是否能真正取代化石燃料感到疑慮，但閱讀完這本書後，我更加堅信氫能源在未來的能源結構中將扮演至關重要的角色。書中對燃料電池技術的介紹也十分到位，詳細解釋瞭其工作原理、不同類型以及在汽車、發電等領域的應用前景。我對書中關於固體氧化物燃料電池的效率提升和壽命延長方麵的研究進展很感興趣。

评分☆☆☆☆☆

《産氫與儲氫技術》這本書是我近期閱讀體驗中最為滿意的一本。它的信息量巨大，內容詳實，而且更新及時，涵蓋瞭許多最新的研究成果和産業動態。我特彆贊賞書中對不同製氫技術優劣勢的客觀評價，避免瞭片麵宣傳。例如，在介紹化石燃料製氫時，作者也詳細說明瞭其碳捕集與封存（CCS）技術的應用，以及其在短期內作為過渡性方案的可能性。這讓我認識到，氫能源的發展並非非此即彼，而是存在一個多路徑、多技術的演進過程。書中對儲氫材料的發展曆程也進行瞭梳理，從早期的低溫液態儲氫，到現在的常溫固態儲氫，技術的進步令人驚嘆。我對書中對於納米材料在儲氫方麵的應用潛力尤為關注，這代錶著未來的一個重要發展方嚮。

评分☆☆☆☆☆

《産氫與儲氫技術》這本書在我心中留下瞭一個非常深刻的印象，它不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，引導我穿越復雜的氫能源世界。我發現這本書的敘述風格非常嚴謹，但又不失趣味性。作者善於用類比和故事來解釋復雜的概念，讓我在輕鬆的閱讀過程中吸收瞭大量的知識。我記得書中有一段關於早期氫氣儲存技術發展的描寫，生動地展現瞭工程師們在麵對技術瓶頸時，如何通過不懈的嘗試和創新，最終剋服重重睏難。這讓我意識到，任何一項偉大的技術都不是一蹴而就的，而是需要長期的積纍和不懈的探索。書中對各種儲氫罐的設計原理和材料選擇也進行瞭詳細的介紹，讓我對安全儲存氫氣有瞭更直觀的認識。我對其中關於高壓氣態儲氫的安全冗餘設計印象尤為深刻，充分體現瞭作者對細節的關注。